Hidrostatik basınç nedir?
Hidrostatik basınç, durağan haldeki bir sıvının, belirli bir noktanın üzerindeki sıvının ağırlığı nedeniyle uyguladığı basınçtır. Bu basınç yalnızca sıvının yoğunluğuna, yerel yerçekimi ivmesine ve dikey derinliğe bağlıdır; kabın şekli veya toplam hacmi sonucu değiştirmez. Bu hesaplama aracı klasik \(P = \rho \cdot g \cdot h\) bağıntısını kullanır ve yüzeydeki atmosfer basıncını da ekleyerek mutlak basıncı hesaplar.
Hesaplama aracı nasıl kullanılır?
Sıvının yoğunluğunu (\(\rho\)) kg/m³ cinsinden girin — tatlı su yaklaşık 1000, deniz suyu yaklaşık 1025, cıva ise yaklaşık 13534 kg/m³'tür. Yerçekimi ivmesini (\(g\)) belirleyin; varsayılan değer deniz seviyesindeki Dünya için 9,80665 m/s²'dir. Sıvı sütununun derinliğini veya yüksekliğini (\(h\)) metre cinsinden ve yüzeydeki atmosfer basıncını (varsayılan 101325 Pa = 1 atm) girin. Araç, manometrik basıncı pascal, kilopascal, bar ve atmosfer cinsinden verir; ayrıca toplam mutlak basıncı da hesaplar.
Formülün açıklaması
Manometrik basınç \(P = \rho g h\) ile bulunur; burada \(\rho\) yoğunluk, \(g\) yerçekimi ivmesi ve \(h\) derinliktir. Bu, çevredeki atmosfere göre ölçülen basınçtır. Bir sensörün gerçekte hissedeceği toplam basıncı bulmak için, sıvı yüzeyine bastıran atmosfer basıncını da eklemeniz gerekir:
$$P_{abs} = P_{atm} + \rho g h$$
Çözümlü örnek
Su için (\(\rho = 1000\ \text{kg/m}^3\)), 10 m derinlikte ve \(g = 9{,}80665\ \text{m/s}^2\) alındığında: manometrik basınç
$$1000 \times 9{,}80665 \times 10 = 98{.}066{,}5\ \text{Pa} \approx 98{,}07\ \text{kPa} \approx 0{,}98\ \text{bar}$$Buna 101.325 Pa'lık atmosfer basıncını eklersek, mutlak basınç yaklaşık 199.391,5 Pa, yani kabaca 1,97 atm olur.
Sıkça sorulan sorular
Kabın şekli önemli mi? Hayır. Hidrostatik basınç yalnızca dikey derinliğe, yoğunluğa ve yerçekimine bağlıdır — buna hidrostatik paradoks denir.
Su altında 10 m'de basınç neden yaklaşık iki katına çıkar? Her ~10 metrelik su, yaklaşık 1 atm manometrik basınç ekler; dolayısıyla 10 m derinlikte mutlak basınç yaklaşık 2 atm'dir.
Hangi birimleri kullanır? SI temel birimleri: yoğunluk kg/m³, derinlik metre, yerçekimi m/s² cinsindedir ve sonuç pascal (Pa) olarak verilir; ayrıca kPa, bar ve atm dönüşümleri de sunulur.
